本发明涉及化学工业领域中的涂料制造，具体涉及一种应用于船舶污水舱的无溶剂耐温长效防腐涂料的制造方法及其施工方法。
背景技术：
国内船舶污水舱用防腐涂料主要以溶剂型环氧涂料为主，如H84、HJ等系列溶剂型环氧涂料，在船舶污水舱、油水舱等得到了应用，但这些涂料产品存在：(1)涂装遍数多，施工成本高；(2)在凸起、边棱和焊缝等部位涂料保持率低；(3)溶剂挥发、毒性大，易形成火灾隐患等不足，难以满足现今船舶污水舱修造的防护要求。从上世纪九十年代，人们将无溶剂环氧涂料用于污水舱中，但是长期浸泡油污水和经过频繁冷热交替，无溶剂环氧涂料并不能满足长期使用的要求。据此，我们开发了一种无溶剂酚醛环氧涂料能够满足污水舱的耐温和长效防腐的使用要求。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种船舶污水舱专用的耐温长效防腐涂料，在冷热交替频繁的污水中具有实验室模拟21年以上的防腐效果，满足现今大型船舶制造发展的需要。
本发明的船舶污水舱长效防腐涂料由A和B组分组成，各组分的含量如下:A组分由下列物质组成：
B组分由下列物质组成：
原料 重量份数
复合型改性胺固化剂 28～32
固化促进剂 1～5
所述的酚醛环氧树脂由环氧值为0.54～0.58的低分子酚醛环氧树脂构成。这种酚醛环氧树脂粘度小，极适宜用于配制无溶剂涂料。酚醛环氧树脂相比普通环氧树脂而言，交联密度更高，耐温性更好长期使用温度可以达到150℃，防腐寿命更长。其用量为35～45重量份在此范围内可显著提高耐水和耐化学品性能。
所述的活性改性剂为RDGE，这是一种低粘度环氧化间苯二酚树脂。能有效提高酚醛环氧树脂与固化剂的交联密度并降低涂料体系的粘度，保证涂料的长效防腐性能。其用量在10～15重量份范围内，低于此范围降低粘度效果不明显，高于此范围涂料的固化速度变慢，影响正常使用。
其分子式为：
所述的A组分中，加入适当的颜填料。本发明选择金红石型钛白粉、磷铁粉、云母粉、滑石粉、磷酸锌、三聚磷酸铝、石墨烯，它们可以是两种或几种并用。金红石型钛白粉具有高的遮盖力，对介质的物理稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止水分透过，延长漆膜寿命；磷铁粉既可提高涂层的防腐性能、涂料与底材的附着力，又可提高涂层的导电性能，对底材起到一定的阴极保护作用；云母粉、滑石粉在提高涂层附着力的同时，还可改善涂料的防流挂性能和施工性能；磷酸锌、三聚磷酸铝属活性颜料，分子中的PO43-、P3O55-离子与Fe2+、Fe3+离子有很高的络合能力，可在金属表面形成致密的钝化膜，起到防锈的作用；石墨烯在涂层中与云母粉形成叠加效应，可提高涂层的屏蔽性和耐水性，增强涂层与基材的附着力。根据涂料的颜基比0.5～0.6:1，其用量在40～50重量份范围内，低于此范围则防腐性能达不到要求，高于此范围则会使涂料粘度较大，不易生产和施工，甚至无法使用。
所述助剂包括消泡剂、润湿分散剂、流平剂、防流挂剂。
由于无溶剂涂料粘度较大，搅动过程中容易产生气泡，并且不易消除，需要加入合适的消泡剂来消除漆膜产生的气泡。通过大量的试验我们选择Afcona-2722、Afcona-2020、德谦6800等其中的一种或两种以上配合使用，能获得最佳的消泡效果；根据无溶剂涂料难分散、不容易流平的特点，润湿分散剂选择BYK-2151、Afcona5065、德谦D904S等其中的一种或两种配合使用,流平剂选择Afcona-3700。其用量宜掌握在2～5重量份范围内，低于此范围效果不明显，高于此范围容易产生缩孔、边缘收缩等不好的表面状态。
所述的复合型固化剂由含双环结构的改性脂环胺(如改性4，4’-二氨基二环己基甲烷等)和酚醛胺(如卡德莱公司的3060)构成，经过发明人反复实验验证，按照3:1的质量比例配合效果最佳，可有效提高涂层柔韧性和交联密度，实现涂料常温固化、方便施工的使用要求。
所述的固化剂促进剂选用2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚(DMP-30)是市售产品，可有效提高固化速度，缩短施工周期，满足现场使用的要求。其用量为1～5重量份，高于此范围固化速度过快，使用时间短，不利于施工。
所述的污水舱涂料配制成A、B两组分，在使用时按照A:B＝3:1重量比混合，经喷涂所形成的涂膜性能指标如下：
1、附着力≥15MPa(GB/T5210-2006色漆和清漆拉开法附着力试验)；
2、耐盐雾(漆膜厚度350um左右)6500小时漆膜完好(GB/T1771-2007色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定)；
3、漆膜耐冷热交替(-30～80℃，1个小时1循环)45个循环漆膜完好。(GJB GJB150.5-1986温度冲击试验)；
4、耐蒸馏水、自来水15000小时，漆膜无变化(GB/T9274-1988色漆和清漆耐液体介质的测定)；
5、耐海水10000小时，漆膜无变化(GB/T9274-1988色漆和清漆耐液体介质的测定)。
6、耐阴极剥离性能(人工漏涂处的剥离，mm)，<8(GB/T 7790-2008防锈漆耐阴极剥离性试验方法)。
7、耐油水混合物(柴油：水＝5:95)10000小时，漆膜无变化(GB/T9274-1988色漆和清漆耐液体介质的测定)。
本发明有益效果，本发明采用耐热性、耐酸碱性及耐溶剂性俱佳的低粘度的酚醛环氧树脂作为主要成膜树脂，通过添加活性改性剂进一步提高涂层的交联密度，并通过采用低粘度含双环结构的改性脂环胺(如改性4，4’-二氨基二环己基甲烷等)和酚醛胺(如卡德莱公司的3060)按照3:1的重量比例配合提高涂层柔韧性和交联密度，实现涂料常温固化、方便施工的使用要求。颜填料金红石型钛白粉、磷铁粉、云母粉、滑石粉、磷酸锌、三聚磷酸铝、石墨烯的添加有助于提高涂层的耐水性、耐阴极剥离性能、耐热性、防腐性能等，并通过化学络合反应、物理屏蔽作用等抑制腐蚀介质渗入金属表面。本发明提供的防腐涂料适用于船舶污水舱内的长效防腐保护。本发明的酚醛环氧涂料配方中不添加溶剂、常温固化、生产施工过程符合环保要求，形成的涂层通过实验室加速盐雾试验验证，达到21年以上的防腐效果。该涂料不仅可应用于船舶污水舱，还可应用于发电厂、化工厂的污水池和污水储罐的内壁防腐。
具体实施方式
实施例1
将35重量份酚醛环氧树脂、15重量份活性改性剂RDGE投入到不锈钢罐中用高速搅拌机搅拌，边搅拌加入消泡剂(AFCONA2723、2020)2重量份、润湿分散剂(BYK-2151)1.5重量份、流平剂(AFCONA3700)1.5重量份，与树脂搅拌均匀后加入钛白粉10重量份、磷铁粉10、磷酸锌8、三聚磷酸铝12重量份、进一步搅拌均匀，然后用砂磨机或三辊研磨机研磨至标准细度60um以下，过滤装桶成为涂料A组分。
改性脂环胺采用美国公司Amicure PACM，21重量份，酚醛胺采用卡德莱3060，7重量份，配置成复合改性胺固化剂28重量份，投入到不锈钢罐中用高速搅拌机搅拌，加入固化剂促进剂DMP-30 5重量份,进一步搅拌均匀，过滤装桶成为涂料的B组分。
使用时将A、B两组分按重量比3：1的比例混合，机械搅拌均匀，经喷涂所形成的涂膜性能指标如下：
附着力16MPa；耐盐雾(漆膜厚度350um左右)6500小时漆膜完好；漆膜耐冷热交替(-30～80℃，1个小时1循环)45个循环漆膜完好。常温条件下，耐蒸馏水、自来水15000小时漆膜无变化；耐海水浸泡10000小时漆膜无变化；耐阴极剥离性能(人工漏涂处的剥离，mm)，<8(GB/T 7790-2008防锈漆耐阴极剥离性试验方法)；耐油水混合物(柴油：水＝5:95)10000小时，漆膜无变化(GB/T9274-1988色漆和清漆耐液体介质的测定)。
实施例2
将酚醛环氧树脂45重量份和活性改性剂RDGE 10重量份，投入到不锈钢罐中用高速搅拌机搅拌，加入消泡剂(德谦6800)1.2重量份、润湿分散剂(Afcona5065)0.8重量份、流平剂(AFCONA3700)1.0重量份，与树脂搅拌均匀后加入钛白粉8重量份、滑石粉12重量份、三聚磷酸铝14重量份、磷酸锌7.7重量份、石墨烯0.3重量份，进一步搅拌均匀，然后用砂磨机或三辊研磨机研磨至标准细度60um以下，过滤装桶成为涂料A组分。
将改性脂环胺采用美国公司Amicure PACM，24重量份、酚醛胺采用卡德莱3060 8重量份，配置成复合改性胺固化剂32重量份，固化促进剂DMP-302重量份使用高速分散机搅拌均匀，过滤装桶成为涂料的B组分。使用时将A、B两组分按重量比3：1的比例混合，机械搅拌均匀，经喷涂所形成的涂膜性能指标如下：
附着力16.5MPa；耐盐雾(漆膜厚度350um左右)6500小时漆膜完好；漆膜耐冷热交替(-30～80℃，1个小时1循环)45个循环漆膜完好。常温条件下，耐蒸馏水、自来水15000小时漆膜无变化；耐海水浸泡10000小时漆膜无变化；耐阴极剥离性能(人工漏涂处的剥离，mm)，<8(GB/T 7790-2008防锈漆耐阴极剥离性试验方法)；耐油水混合物(柴油：水＝5:95)10000小时，漆膜无变化(GB/T9274-1988色漆和清漆耐液体介质的测定)。
实施例3
在浙江宁波船厂某货船污水舱内使用，舱内污水为柴油、机油和生活污水的混合物，原防护涂层使用3个月后出现锈蚀。采用实施例2所制备的涂料，施工时将污水舱表面打磨处理至St2级，将A、B两组分按A:B＝3:1的重量比例配合，搅拌均匀，采用高压无气设备喷涂2道，上午进行第一道喷涂施工待下午表干后进行第二道喷涂，1天就完成了喷涂施工，涂层常温(25℃)固化七天后使用。得到的涂层平整、表面光亮，在污水中浸泡使用6个月后检查，涂层完好，未出现锈蚀现象，满足用户的使用需要。
实施例4
在黄岛电厂混凝土污水池，池内污水主要包括油、有机物和硫化物等，污水的成份复杂，腐蚀力强，一般的涂料难以满足污水池的防腐要求。施工时将污水池内壁杂质清除干净。采用实施例1所制备的涂料，将A、B两组分按A:B＝3:1的重量比称取混合，搅拌均匀，采用高压无气喷涂设备进行喷涂，检测厚度，达到用户要求后，涂层常温(25℃)固化七天，用水清洗后使用。得到的涂层平整、表面光亮，在含有油、有机物和硫化物的污水中浸泡10个月后检查，涂层完好，未出现起泡、开裂现象。
实施例5
在青岛鑫源集团，钢质污水处理罐，罐内存放的污水为80℃酸性水，PH值4～5之间，温度高酸性腐蚀会更加强烈，原来采用的环氧涂料使用1个月左右涂层变色、鼓泡现象，不能够满足长期使用的要求。采用实施例2所制备的涂料，施工时将污水储罐内壁表面喷砂处理至Sa2.5，将A、B两组分按A:B＝3:1的重量比例称取配合，搅拌均匀，采用硬毛刷进行刷涂，涂层常温(25℃)固化七天后使用。得到的涂层平整、表面光亮，在温度80℃左右的酸性污水中浸泡8个月后检查，涂层完好，未出现涂层变色、起泡、开裂的现象。